Est-ce que le climat d'un modèle climatique est le même sur différents calculateurs? Marie-Alice Foujols :

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1 Est-ce que le climat d'un modèle climatique est le même sur différents calculateurs? Marie-Alice Foujols : foujols@ipsl.jussieu.frfoujols@ipsl.jussieu.fr RAIM, 21 novembre 2013

2 Plan Présentation de l’IPSL et du pôle de modélisation Les sciences du climat et le GIEC

3 http://www.ipsl.fr

4 Institut Pierre Simon Laplace Fédération de 6 laboratoires, liée à 3 Observatoires des Sciences de l’Univers : – Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), – Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA), – Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), – Laboratoire d’Océanographie et du Climat : Expérimentation et Approches Numériques (LOCEAN), – Laboratoire de Physique Moléculaire pour l'Atmosphère et l'Astrophysique (LPMAA), – Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) 10 tutelles – Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS : INSU et INEE), – Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 – Université Versailles Saint-Quentin en Yvelines – Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) – Institut de Recherche et Développement (IRD) – Ecole Normale Supérieure – Ecole Polytechnique – Centre National d’Etudes Spatiales (CNES). – Université Denis Diderot – Paris 7 – Université Paris 12 Val de Marne

5 Les laboratoires et les tutelles de l’IPSL

6 THEMES SCIENTIFIQUES ET APPROCHES ENVIRONNEMENT GLOBAL DE LA TERRE ET ENVIRONNEMENTS PLANETAIRES (passé, présent et évolution future aux échelles locales, régionales et globales) climat composition chimique (phénomènes naturels et anthropiques) interactions ionosphère-magnétosphère planétologie EXPERIENCE, THEORIE, MODELISATION expériences (sol, avions, ballons, bateaux, satellites) observatoires permanents modélisation (processus, simulation numérique)

7 Le pôle de modélisation du climat 80 personnes, coordinateur Jean-Louis Dufresne Missions : – Fédérer les études multidisciplinaires (scientifiques ou techniques) faisant intervenir les composantes du modèle de l'IPSL – Identifier et coordonner les simulations de référence – Fédérer et rationaliser les moyens, les développements techniques – Animation scientifique Modèle climat : – Atmosphère – Océan et glace de mer – Surfaces continentales – Cycle du carbone – Chimie IPSLCM5 -> IPSLCM6 Earth System Model 7 Le modèle climat IPSL

8 Plan Présentation de l’IPSL et du pôle de modélisation Les sciences du climat et le GIEC

9 L’effet de serre Représentation simplifiée de l’effet de serre naturel. IPCC, 2007 L’effet de serre est bénéfique : 15°C de moyenne mondiale au lieu de : -18°C

10 Prise de conscience du changement climatique IPSL, 2005

11 Le système climatique IPCC, 2007

12 Dans quelle mesure comprenons-nous les climats passé et présent? Quels changements pourront se produire? Simulations : Variation naturelle Forçages Climat global Climat régional Évènements à fort impact Stabilisation Temps :Le FuturLe Présent Périodes paléo et instrumentées Quels changements ont eu lieu? Observations directes/indirectes : Températures Précipitations Couverture de glace ou de neige Niveau des océans Circulation Extrêmes Observations versus Simulations IPCC, 2001

13 800 000 ans : Nature 14/5/2008

14 Cycle de Milankovitch Schéma des variations de l’orbite terrestre (cycles de Milankovitch), engendrant les cycles glaciaires. ‘T’ - modification de l’orientation (de l’inclinaison) de l’axe de la Terre ; ‘E’ - modifications de l’excentricité de l’orbite (dues aux variations du petit axe de l’ellipse) ; et -’P’- précession, c.à.d. modifications au niveau de l’orientation de l’inclinaison de l’axe par rapport à un point donné de l’orbite. IPCC, 2007

15 http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/

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17 Le GIEC (IPCC) Groupe d’experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat Mis en place en 1988 par : –l'Organisation Météorologique Mondiale –le Programme pour l'Environnement des Nations Unies Le rôle du GIEC est d’évaluer de façon impartiale les informations internationales scientifiques, techniques et socio- économiques sur l’évolution du climat. Représentants des gouvernements et scientifiques Adoption de certains documents en session plénière (1 pays, 1 voix) Publication de rapports d’évaluation tous les 5-6 ans : 1990, 1995, 2001, 2007, 2013

18 Le GIEC (IPCC) WG I : Climate Change 2014: The Physical Science Basis WG II: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation & Vulnerability WG III: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change

19 www.climatechange2013.org

20 Rapport final attendu en janvier 2014 Draft disponible : “do not cite, quote, distribute …”

21 Figure SPM.1: Observed annual and decadal global mean surface temperature anomalies from 1850 to 2012 Le réchauffement climatique est sans équivoque. Anomalies de Températures IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

22 Figure SPM.5: Radiative forcing estimates in 2011 relative to 1750 IPCC, 2013: SPM

23 TFE.4, Figure 1: The Earth’s energy budget from 1970 through 2011. (a) The cumulative energy flux into the Earth system from changes in well-mixed and short-lived greenhouse gases, solar forcing, changes in tropospheric aerosol forcing, volcanic forcing and surface albedo, (relative to 1860–1879) are shown by the coloured lines and these are added to give the cumulative energy inflow (black; including black carbon on snow and combined contrails and contrail induced cirrus, not shown separately). Earth’s energy budget Technical Summary Stocker, T. F., D. Qin, G.- K. Plattner, L. V. Alexander, S. K. Allen, N. L. Bindoff, F.-M. Bréon, J. A. Church, U. Cubasch, S. Emori, P. Forster, P. Friedlingstein, N. Gillett, J. M. Gregory, D. L. Hartmann, E. Jansen, B. Kirtman, R. Knutti, K. Krishna Kumar, P. Lemke, J. Marotzke, V. Masson-Delmotte, G. A. Meehl, I. I. Mokhov, S. Piao, V. Ramaswamy, D. Randall, M. Rhein, M. Rojas, C. Sabine, D. Shindell, L. D. Talley, D. G. Vaughan and S.-P. Xie, 2013: Technical Summary. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, in press

24 Figure SPM.7: Simulated time series from 1950 to 2100 for : global annual mean surface temperature, Northern Hemisphere September sea ice extent, and global mean ocean surface pH IPCC, 2013: SPM

25 Fig 12.5 : Time series of global annual mean surface air temperature anomalies (relative to 1986–2005) from CMIP5 concentration-driven experiments. Anomalie de température moyenne globale Collins, M., R. Knutti, J. M. Arblaster, J.-L. Dufresne, T. Fichefet, P. Friedlingstein, X. Gao, W. J. Gutowski, T. Johns, G. Krinner, M. Shongwe, C. Tebaldi, A. J. Weaver and M. Wehner, 2013: Long-term Climate Change: Projections, Commitments and Irreversibility. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, in press.

26 Figure SPM.10: Simulated global mean surface temperature increase as a function of cumulative total global CO2 emissions IPCC, 2013: SPM

27 www.leclimatchange.fr

28 Merci http://dods.ipsl.jussieu.fr/mafoipsl/EXPOSES/2013/RAIM-nov2013.pdf